Иъ Лю Ха
http://www.proza.ru/2010/11/24/927
"Здравствуй, племя младое, незнакомое!" А. С. Пушкин
На правах научного открытия Закона гиперболического роста процессоров информации (Закона Фёрстера - Мура).
Первооткрыватель Закона гиперболического роста численности населения Земли, Хейнц фон Фёрстер, австрийский физик, математик, один из основоположников кибернетики, в 1960 году в журнале "Science" опубликовал статью под броским названием: "Судный день. Пятница 13 ноября 2026 года", в которой он вывел, что если бы человечество продолжало расти так же, как оно росло до 1958 года, то именно в этот день население Земли должно было стать бесконечным.
В дальнейшем исследования подтвердили общую правильность этих парадоксальных выводов. Было показано, что гиперболический рост численности населения Земли, наблюдавшийся в течение последних 10 тыс. лет, вплоть до 1970-х годов, объясняется действием нелинейной положительной обратной связи, которая может быть схематически описана следующим образом: технологический рост => рост потолка несущей способности земли (расширение экологической ниши) => демографический рост => больше людей => больше потенциальных изобретателей => ускорение технологического роста => ускоренный рост несущей способности земли => еще более быстрый демографический рост => еще более ускоренный рост числа потенциальных изобретателей => еще более быстрый технологический рост => дальнейшее ускорение темпов роста несущей способности земли и так далее. Эти исследования нашли отражение в работах самого Хайнца фон Фёрстера, а также А. В. Коротаева, С. П. Капицы, Майкла Кремера, и других ученых.
Закон гиперболического роста численности населения Земли состоит в том, что скорость роста численности населения Земли в тенденции пропорциональна квадрату его численности.
Однако, начиная с 1960-х годов относительные темпы роста населения стали все больше замедляться, а с 1989 г. стали снижаться и абсолютные темпы прироста численности населения мира. К 2100 году прирост ожидается менее 5 млн человек за десятилетие и по модели французского медика Жана-Ноэля Бирабена предел роста населения земли составит 10-12 млрд человек.
До настоящего времени не существует общепринятой теории гиперболического роста и открытый Хайнцем фон Фёрстером Закон гиперболического роста численности населения Земли есть эмпирическая зависимость, достоверность которой, однако, не вызывает сомнения, так как подтверждается тем фактом, что численность населения Земли, в течение многих тысячелетий, действительно росла в соответствии с эмпирической гиперболой демографического роста.
Отсутствие открытия причинно-следственной связи, объясняющей гиперболический рост населения Земли приписывается тому, что все теории, пытающиеся эту связь установить и описать, в качестве причины роста предлагают какую-то свою, единственную причину, отвергая все прочие, то есть не имеют комплексного подхода.
***
В 1965 году, через шесть лет после изобретения интегральной схемы, Гордон Мур один из основателей корпорации Intel, сделал эмпирическое наблюдение и высказал предположение, что число транзисторов на кристалле будет удваиваться каждые 24 месяца.
Эта эмпирическая зависимость была установлена при анализе графика роста производительности запоминающих микросхем: появление новых моделей микросхем наблюдалось спустя примерно одинаковые периоды (18-24 мес.) после появления предшественников и количество транзисторов в них возрастало каждый раз приблизительно вдвое.
На этом основании Гордон Мур пришел к выводу, что при сохранении этой тенденции мощность вычислительных устройств за относительно короткий промежуток времени может вырасти экспоненциально.
Эта, установленная Гордоном Муром эмпирическая зависимость, получила название - Закон Мура, и по словам его самого может перестать действовать исключительно из-за атомарной природы вещества и ограничения скорости света.
Закон Мура также может перестать действовать в силу физического ограничения на миниатюризацию электронных схем, называемого Принципом Ландауэра, согласно которому логические схемы, не являющиеся обратимыми, должны выделять тепло в количестве, пропорциональном количеству стираемых (безвозвратно потерянных) данных, и именно из-за физически ограниченных возможностей по отводу этого тепла.
***
Одной из теорий, пытающихся объяснить Закон гиперболического роста численности населения Земли, является теория С. П. Капицы базирующаяся на том, что человечество с самого начала своего квадратичного роста развивалось как глобальная информационная система.
Эта теория хорошо изложена в статье С. П. Капицы "НЕЛИНЕЙНЫЕ УРОКИ ДЕМОГРАФИЧЕСКОЙ РЕВОЛЮЦИИ И РОССИЯ", а также освещается в его других работах, касающихся демографии.
В указанной статье С. П. Капица подчеркивает, что существенное понимание развития человечества возможно только на глобальном уровне, поскольку только на такой основе возможно понять природу глобального развития и мирового демографического кризиса.
Исходным фактом в статье отмечается то, что рядом исследователей (Хайнц фон Ферстер, А. В. Коротаев, С. П. Капица, Майкл Кремер) было установленно подчинение роста населения Земли удивительно простой и универсальной закономерности гиперболического роста.
Медленный в начале, рост населения Земли все ускоряется, и по мере приближения к 2000г. устремляется в бесконечность демографического взрыва.
С. П. Капица считает, что секрет гиперболического роста человечества основан на механизме квадратичного коллективного взаимодействия, которое хорошо изучено в физике и кинетике нелинейных явлений и синергетике (науке о самоорганизации систем). Как поучительный пример кинетики таких процессов он приводит атомную бомбу, в которой в результате разветвленной цепной реакции происходит ядерный взрыв.
С. П. Капица считает, что Квадратичный рост населения нашей планеты указывает на то, что аналогичный процесс протекает в человечестве, только гораздо медленнее, но не менее драматично. Так в результате цепной реакции информация необратимо распространяется и умножается на каждом этапе роста, определяя темп развития во всем мире.
Интерпретация развития населения Земли основана им на предположении, что коллективное взаимодействие определяется механизмом распространения и размножения обобщенной информации, происходящих в человечестве как глобальном информационном сообществе .
"Связанность человечества следует понимать обобщенно, как обычаи, верования, представления, навыки и знания, передаваемые из поколения в поколение при обучении, образовании и воспитания человека, как члена общества. В отличие от биологической эволюции, когда информация передается генетически, такой процесс передачи приобретенной информации представляет механизм наследственности через культуру, что и определяет нашу стремительную социальную эволюцию. Именно это и описывается развитой теорией, в которой масштаб явлений определяет полноту их описания и то, почему не возможно свести поведение системы человечества к сумме частных процессов. Только тогда, когда мы обращаемся к общему информационному механизму развития, оказалось возможным достичь полноты описания на основе модели, в которой действующим началом становится суммарное население Земли - главная переменная, независимая от всех частностей. В то время как глобальное развитие статистически детерминировано, мелкомасштабный исторический процесс во времени и в пространстве являет все элементы динамического хаоса" -пишет С.П. Капица.
Рост численности населения определяется только самосогласованным автомодельным системным развитием, а движущим фактором развития оказываются связи, охватывающее все человечество эффективным информационным полем.
Так экономическое и социальное развитие оказывается связанным с культурой, сознанием и разумом человека, в чем и состоит качественное отличие человека от всех остальных животных.
"Экспоненциальный рост определяется только индивидуальной способностью человека к размножению. Человечество коренным образом отличается тем, что благодаря разуму и сознанию, развитой системой передачей информации как вертикально, из поколения в поколение, так и горизонтально, развило квадратичный механизм взрывного роста. Это нелинейное коллективное взаимодействие охватывает весь мир и нелокально. Такое развитие человечества в среднем неизменно и устойчиво следует по статистически детерминированной траектории роста. Поэтому этапы развития, выделенные антропологами и историками периоды, происходят синхронно во всем мире и само наличие выраженных периодов развития указывает на глобальную устойчивость роста. В отличие от квазиравновесных экономических рыночных процессов обмена, отвечающих за детальное равновесие в экономике, развитие человечества в целом неравновесно и необратимо" - пишет С. П. Капица в статье.
Далее он констатирует, что в соответствии с представлениями модели, человечество с самого начала своего квадратичного роста развивалось как глобальная система, но в наше время демографической революции мы стали свидетелями кризиса этого развития, которое и привело к демографическому переходу, выразившееся в частности в остром кризисе рождаемости в развитых странах.
С. П. Капица не связывает этот кризис непосредственно не с материальными факторами и исчерпанием ресурсов, либо с кризисом западной системы ценностей, как это предлагается некоторыми авторами, поскольку он наблюдается и в России, и странах Востока, как Япония и Южная Корея. Он полагает, что есть все основания считать, что причины кризиса имеют фундаментальный характер.
С.П Капица пишет, что до рубежа 2000 г. население нашей планеты росло с постоянно увеличивающейся скоростью и многим казалось, что демографический взрыв, перенаселение и неминуемое исчерпание ресурсов и резервов природы приведет человечество к катастрофе.
Однако в 2000 г., когда население мира достигло 6 млрд., а темпы прироста населения - своего максимума в 87 млн. в год или 240 тыс. человек в сутки, скорость роста начала уменьшаться.
Прогноз ООН основан на обобщении ряда сценариев для рождаемости и смертности по 9 регионам и доведен до 2150г. По оптимальному сценарию население Земли к этому времени выйдет на постоянный предел 11 600 млн. В докладе Популяционного отдела ООН 2003г по среднему варианту к 2300г ожидается 9 млрд.
В итоге и расчеты демографов, и теория роста приводят к выводу, что население Земли стабилизируется на уровне 10 - 11 млрд. и даже не удвоится по сравнению с тем, что уже есть. В настоящее же время численность населения развитых стран стабилизировалась на одном миллиарде. Поэтому в этих странах мы можем видеть ряд явлений, которые в скором времени будут влиять на развивающиеся страны и охватят все остальное человечество.
Таким путем, считает С.П, Капица, завершится глобальный демографический взрыв, который никак не связан с исчерпанием ресурсов и экологией и обязан пределу в скорости роста, как внутренней динамической характеристике человечества.
"Исследование и обсуждение глобального демографического процесса привело не только к открытию информационной природы механизма роста и расширению наших представлений обо всем развитии человечества, но позволило с таких позиций охватить и современность. Человечество на всем пути неизменного гиперболического роста в целом располагало необходимыми ресурсами и энергией, без чего было бы невозможно достигнуть нынешнего уровня развития. Однако развитие человечества как общества знания с самого начала определяется именно коллективным взаимовлиянием, идеологией как обобщенному программированию общества, которое обязано разуму и сознанию человека - тому, что принципиально отличает нас от животных" - пишет С. П. Капица и делает ударение на том, что "проблема не в ресурсном ограничении, не в глобальном недостатке энергии, а в социальных механизмах распределения знаний".
***
Главным аргументом критики Закона гиперболического роста численности населения Земли является понимание того, что рост скорости численности населения не может стать бесконечным согласно зависимости, открытой Хайнцем фон Ферстером, так как противоречит биологическим, физическим и математическим законам.
Тогда, либо вся модель неверна, либо парадоксальное увеличение скорости роста населения Земли должно иметь иное объяснение, чем просто вывод об увеличении его количества.
Замедление скорости гиперболического роста численности населения Земли отмечается начиная с 1960-х годов. Временная граница, отмечаемая С. П. Капицей, 2000 год, лишь подтверждает, это поскольку трудно себе представить внезапное снижение скорости любого процесса, не говоря о таком как рост численности населения на нашей планете. Год 2000 можно считать статистически показательным в плане "ощутимых" цифр. А период в 25 - 40 лет, это период смены поколений.
Так что, результат 2000 года, это накопительный результат за период с 1960-х годов.
Начало 1960-х годов совпадает с началом быстрого, также экспоненциального развития информационных(компьютерных) технологий. Скорость роста производительности запоминающих микросхем иллюстрирует упомянутый в начале данной статьи Закон Мура, начавший свое действие с начала 1960-х годов, совпав с замедлением скорости гиперболического роста численности населения Земли.
С.П. Капица настаивает на том, что гиперболический рост численности населения Земли детерминирован и необратим и одновременно признает демографический кризис и грядущую в ближайшее время стабилизацию численности населения, что является свидетельством прекращения действия этого закона.
Основным фактором, влияющим на действие Закона гиперболического роста населения Земли, С.П. Капица считает социальные механизмы распределения знаний.
При этом он утверждает , что движущим фактором развития оказываются связи, охватывающее все человечество эффективным информационным полем.
Вывод о том, что люди играют в этом информационном поле роль "запоминающих микросхем" напрашивается сам собой.
Если учесть не только экспоненциальный рост производительности запоминающих микросхем, но и рост самого их числа, то можно увидеть, что общий объем памяти электронных приборов растет также квадратично, как ранее увеличивалось население.
Кроме того, экспоненциально возрастает скорость передачи и обработки информации.
Таким образом, мы видим, что гиперболический рост численности населения Земли не замедляется, а ЗАМЕЩАЕТСЯ гиперболическим ростом числа электронных запоминающих микросхем, а вернее ростм числа битов памяти в их общем количестве и гиперболическим ростом скорости обработки этой памяти и скорости ее обмена между ее носителями.
Демографический кризис, о котором пишет не только С. П. Капица, по сути является демографическим кризисом лишь биологических носителей и процессоров информации или памяти - людей, поскольку "демографический" кризис электронным процессорам информации и носителям памяти пока не грозит и их количество и качество растет квадратично, как до этого росла численность человечества.
Если согласно теории С. П. Капицы, которая представляется абсолютно верной, считать человечество единым информационным полем, и рассматривать людей как носителей информации в этом поле, то мы находимся не в "демографическом" кризисе, а лишь в стадии замещения людей как носителей и процессоров информации ее электронными носителями и процессорами.
Таким образом, Закон гиперболического роста населения Земли, если его, согласно теории С. П. Капицы о человечестве как информационном поле, представить как Закон гиперболического роста процессоров информации (Закон Фёрстера - Мура), соблюдается целиком и полностью не противореча биологическим, физическим и математическим законам и сопровождается лишь заменой биологических процессоров информации (людей) электронными.
13 ноября 2010 г.
____________________
Литература и ссылки:
Foerster, H. von, P. Mora, and L. Amiot Doomsday: Friday, 13 November, A.D. 2026. At this date human population will approach infinity if it grows as it has grown in the last two millennia // Science. — 1960. — № 132. — С. 1291—1295.
С.П. Капица (Институт физических проблем). НЕЛИНЕЙНЫЕ УРОКИ ДЕМОГРАФИЧЕСКОЙ РЕВОЛЮЦИИ И РОССИЯ.
http://spkurdyumov.narod.ru/KapitsaSP.htm
Капица С. Модель роста населения Земли и экономического развития человечества // Вопросы экономики. — 2000. — № 12.
Капица С. П. Сколько людей жило, живет и будет жить на Земле. — M: 2002. — ISBN 5-02-008299-6
http://www.i-u.ru/biblio/archive/capica_skolko/
Коротаев А. В., Малков А. С., Халтурина Д. А. Законы истории. Математическое моделирование развития Мир-Системы. Демография, экономика, культура.. — 2-е изд. — M: УРСС, 2007. — 5000 экз. — ISBN 5-484-00957-X
А.В. Молчанов. Гипотеза сети сознания.Санкт-Петербург 2006
http://avmol51.narod.ru/index.html#s1
А.В.Коротаев, А.С.Малков, Д.А. Халтурина. Компактная математическая модель демографического развития.
А.В.Коротаев, А.С.Малков, Д.А. Халтурина. Математическая модель населения Земли, экономики, технологии и образования.
http://www.keldysh.ru/papers/2005/prep13/prep2005_13.html
С.В. Цирель. О феноменологической теории роста населения Земли С.П. Капицы.
http://www.demoscope.ru/weekly/2003/0139/analit02.php
А.В. Подлазов. Теоретическая демография, как основа математической истории.
http://www.keldysh.ru/papers/2000/prep73/prep2000_73.html
А.В. Подлазов. Основное уравнение теоретической демографии.
http://www.keldysh.ru/papers/2001/prep88/prep2001_88.html
Ю.В. Шишков. Критика теории Капицы.
http://www.avmol51.narod.ru/Shishkov/d.htm
А. Скоробов. Закон Мура.
http://cs.usu.edu.ru/study/moore/#conts
Гордон Е. Мур. Увеличение количества компонентов в интегральных микросхемах. Electronics, 19 апреля 1965 г. (PDF 168 КБ)
http://download.intel.com/research/silicon/moorespaper.pdf
Гордон Е. Мур. Экспоненциальный рост не может быть вечным… но мы можем отсрочить «вечность».Презентация на Международной Конференции по Полупроводниковым Схемам (ISSCC), 10 февраля 2003 г. (PDF 2 МБ)
Закон Мура воплощается в жизнь благодаря инновациям Intel®
Закону Мура — 40 лет!
http://www.ixbt.com/editorial/moorelaw40th.shtml